M序列发生及眼图观测实验

实验四数字解调与眼图一、实验目的1. 掌握2DPSK相干解调原理。

2. 掌握2FSK过零检测解调原理。

二、实验内容1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。

2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。

3．用示波器观察眼图。

三、基本原理可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。

在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用相干解调法。

本实验系统中，2DPSK载波频率等码速率的13倍，两种解调方法都可用。

实际工程中相干解调法用得最多。

2FSK信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。

图4-1 数字解调方框图（a）2DPSK相干解调（b）2FSK过零检测解调本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。

2DPSK模块内部使用+5V、+12V和-12V电压，2FSK模块内部仅使用+5V电压。

图4-1为两个解调器的原理方框图，其电原理图如图4-2所示（见附录）。

2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点：∙ MU 相乘器输出信号测试点∙ LPF 低通、运放输出信号测试点∙ Vc 比较器比较电压测试点∙ CM 比较器输出信号的输出点/测试点∙ BK 解调输出相对码测试点∙ AK-OUT 解调输出绝对码的输出点/测试点（3个）∙ BS-IN 位同步信号输入点2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点：∙ FD 2FSK过零检测输出信号测试点∙ LPF 低通滤波器输出点/测试点∙ CM 整形输出输出点/测试点∙ BS-IN 位同步信号输入点∙ AK-OUT 解调输出信号的输出点/测试点（3个）2DPSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件的对应关系如下：∙相乘器U29：模拟乘法器MC1496∙低通滤波器R31；C2∙运放U30：运算放大器UA741∙比较器U31：比较器LM710∙抽样器U32:A：双D触发器7474∙码反变换器U32:B：双D触发器7474；U33:A：异或门74862FSK解调器方框图中各单元与电路板上元器件对应关系如下：∙整形1 U34:A：反相器74HC04∙单稳1、单稳2 U35：单稳态触发器74123∙相加器U36：或门7432∙低通滤波器U37：运算放大器LM318；若干电阻、电容∙整形2 U34:B：反相器74HC04∙抽样器U38:A：双D触发器7474在实际应用的通信系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。

2．了解电话呼叫接续过程；3．掌握电话呼叫时的各种可闻信号音的特征； 4．了解记发器的工作过程； 5．掌握PCM 编译码原理；6．了解双光纤全双工通信的组成结构。

二、实验仪器1．光纤通信实验箱 2．20M 双踪示波器3．FC-FC 单模光跳线 2根 4．小型电话单机 2部 5．铆孔连接线 若干三、基本原理本实验系统主要由两大部分组成：电端机部分、光信道部分。

电端机由电话用户接口电路A 、PCM 编译码A 、记发器电路、PCM 编译码B 、电话用户接口电路B 等组成，光信道为双光纤通信结构。

电话语音信号的光纤传输，可以有多种方式，一种是原始语音信号，经过光纤直接进行传输；另一种方式是先把话音信号数字化，然后再经过光纤传输，目前使用最多的是PCM 编译码方式。

下面先介绍本实验平台上两路电话电路接口示意图。

图7.1.1 电话用户A 、B 结构示意图图7.1.2 电话用户A 、B 模拟光传输结构示意图（A 到B 单工）P601用户A用户BP804激光/探测器P201P205PCM 编码 PCM译码TP801/802P801P802P804用户B ：49P803PCM 编码 PCM译码P601P602P603P604TP601用户A ：48图7.1.3数字电话光纤通信基本组成结构示意图（一）电话接口电路原理介绍用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface Circuit —SLIC ）。

任何交换机都具有用户线接口电路。

根据用户电话机的不同类型，用户线接口电路（SLIC ）分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。

模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成。

在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSHCT 功能中过压保护由外接元器件完成，编解码器部分另单成一体，集成为编解码器（CODEC ），其余功能由集成模拟SLIC 完成。

课程名称：光纤通信实验名称：实验5 眼图观测实验姓名：班级：学号：实验时间：指导教师：得分：一、实验目的1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。

2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。

二、实验内容1、观测数字光纤传输系统中的眼图张开和闭合效果。

2、记录眼图波形参数，分析系统传输性能。

三、实验器材1.主控&信号源模块2.25号光收发模块3.示波器四、实验原理1、实验原理框图眼图测试实验系统框图2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。

如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。

3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。

眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。

利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。

●被测系统的眼图观测方法通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。

眼图测试方法框图●眼图的形成示意图一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。

八种状态如下所示：八种状态示意图眼图合成示意图如下所示：眼图合成示意图一般在无串扰等影响情况下从示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近。

●眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。

实验一、PCM编译码实验实验步骤1. 准备工作：加电后，将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM编码状态。

2. PCM串行接口时序观察（1）输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。

分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。

（2）抽样时钟信号与PCM编码数据测量：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。

分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。

3. PCM编码器（1）方法一：（A）准备：将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。

（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。

分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。

分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。

（2）方法二：（A）准备：将输入信号选择开关K501设置在测试位置，将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号（左端）。

此时由该模块产生一个1KHz的测试信号，送入PCM编码器。

（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以内部测试信号（TP501）做同步（注意：需三通道观察）。

分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。

4. PCM译码器（1）准备：跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号。

此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。

眼图实验报告眼图实验报告引言：眼图是一种常用的电信测量工具，用于分析数字信号的质量和稳定性。

通过观察信号在示波器屏幕上的显示，我们可以获得信号的波形、噪声和时钟抖动等信息。

本实验旨在通过眼图分析方法，对数字信号进行测量和评估。

一、实验目的本实验的主要目的是通过眼图实验，了解数字信号的质量和稳定性，并掌握使用眼图进行信号分析的方法。

二、实验原理眼图是一种通过示波器观察信号波形的方法。

在示波器屏幕上，我们可以看到一系列的“眼睛”，每个“眼睛”代表了一个数据位。

通过观察这些“眼睛”的开闭程度和位置，我们可以判断信号的质量和稳定性。

在眼图中，水平轴代表时间，垂直轴代表信号的电压。

每个“眼睛”由上下两条边界线和中间的开放区域组成。

边界线的位置和开放区域的大小反映了信号的噪声和时钟抖动情况。

边界线越平整，开放区域越大，表示信号质量越好；反之，表示信号质量较差。

三、实验步骤1. 连接示波器和信号源：将信号源的输出与示波器的输入相连。

2. 设置示波器参数：根据实际情况，设置示波器的触发模式、时间基准和垂直尺度等参数。

3. 调整示波器触发：通过调整示波器的触发模式和触发电平，使信号能够稳定地显示在示波器屏幕上。

4. 观察眼图：调整示波器的水平和垂直尺度，观察眼图的显示情况。

注意观察边界线的平整程度和开放区域的大小。

5. 分析眼图：根据眼图的显示结果，分析信号的质量和稳定性。

可以通过观察边界线的位置和开放区域的大小，判断信号是否存在噪声和时钟抖动。

6. 记录实验数据：将实验中观察到的眼图结果记录下来，以备后续分析和比较。

四、实验结果与分析通过眼图实验，我们观察到了不同信号的眼图，并进行了分析。

在实验中，我们发现开放区域较大、边界线平整的眼图代表了较好的信号质量和稳定性，而开放区域较小、边界线波动较大的眼图则表示信号质量较差。

实验中，我们还观察到了一些常见的眼图特征。

例如，当信号存在噪声时，眼图的开放区域会变小，边界线会变得不规则；当信号存在时钟抖动时，眼图的边界线会出现波动。

眼图观测实验报告一、实验目的1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。

2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。

二、实验器材主控&信号源模块25号光收发模块示波器三、实验原理1、实验原理框图2、实验框图说明本实验是以数字信号光纤传输为例，进行光纤通信测量中的眼图观测实验；为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象，我们加入了可调节的带限信道，用于观测眼图的张开和闭合等现象。

如眼图测试实验系统框图所示，系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成；信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后，再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道；通过示波器测试设备，以数字信号的同步位时钟为触发源，观测TP1测试点的波形，即眼图。

3、眼图基本概念及实验观察方法所谓眼图，它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。

眼图包含了丰富的信息，反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。

利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响，分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。

被测系统的眼图观测方法：通常观测眼图的方法是，如下图所示，以数字序列的同步时钟为触发源，用示波器YT模式测量系统输出端，调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，则屏幕中显示的即为眼图。

眼图的形成示意图一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每个状态组发送的此时要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。

八种状态如下所示：眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。

眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当光收端机输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出光收端机码间干扰的大小。

其中，垂直张开度水平张开度从眼图中我们可以得到以下信息：（1）最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻。

（2）眼图斜边的斜率表示了定时误差灵敏度。

斜率越大，对位定时误差越敏感。

实验地点：信息楼10314在实验过程中注意以下几点：1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。

2、光电器件是静电敏感器件，请不要用于触摸。

3、做完实验后请将光纤用相应的防尘帽罩住。

4、在使用信号连接导线时应捏住插头的头部进行插拔，切勿直接拽线。

5、不能带电进行信号连接导线的插拔！6、光纤器件属易损件，应轻拿轻放，插光纤的时候要先对准，用力要轻，切忌倾斜、用力过大或弯折。

7、实验完成后整理好设备、接线。

实验光接收机的动态范围及眼图观测一、实验目的1.了解光收端机动态范围的指标要求。

2.掌握光收端机眼图的观测方法。

二、实验内容1.了解光收端机眼图的观测方法。

2.用示波器观察眼图。

三、实验仪器1.光纤通信实验系统1台。

2.示波器1台。

3.万用表1部。

4.光纤跳线1根。

四、实验原理（一）动态范围在实际的光纤通信线路中，光接收机的输入光信号功率是固定不变的，当系统的中继距离较短时，光接收机的输入光功率就会增加。

一个新建的线路，由于新器件和系统设计时考虑的富余度也会使光接收机的输入光功率增加。

为了保证系统的正常工作，对输入信号光功率的增加必须限制在一定的范围内，因为信号功率增加到某一数值时将对接收机性能产生不良影响。

在模拟通信系统中，输入信号过大将使放大器超载，输出信号失真，降低信噪比。

在数字通信系统中，当输入信号功率增加到某一数值时，将使系统出现误码。

应该指出，在 数字通信系统中，放大器输出信号的失真在测试时应与模拟系统区别开来。

为了保证数字通信系统的误码特性，光接收机的输入光信号只能在某一定范围内变化， 光接收机这种能适应输入信号在一定范围内变化的能力称为光接收机的动态范围，它可以表 示为：D = 10lg —max（dB ）min 式中，Pmax 是光接收机在不误码条件下能接收的最大信号平均光功率；Pmin 是光接收 机的灵敏度，即最小可接收光功率。

一般来说，要求光接收机的动态范围大一点较好，但如 果要求过大则会给设备的生产带来一些困难。

实验12 眼图观察测量实验一、实验目得1、学会观察眼图及其分析方法,调整传输滤波器特性。

二、实验仪器1、眼图观察电路(底板右下侧)2.时钟与基带数据发生模块,位号:G 3.噪声模块,位号E 4.100M双踪示波器1台三、实验原理在整个通信系统中,通常利用眼图方法估计与改善(通过调整)传输系统性能。

我们知道,在实际得通信系统中,数字信号经过非理想得传输系统必定要产生畸变,也会引入噪声与干扰,也就就是说,总就是在不同程度上存在码间串扰。

在码间串扰与噪声同时存在情况下,系统性能很难进行定量得分析,常常甚至得不到近似结果。

为了便于评价实际系统得性能,常用观察眼图进行分析。

眼图可以直观地估价系统得码间干扰与噪声得影响,就是一种常用得测试手段。

什么就是眼图?所谓“眼图”,就就是由解调后经过接收滤波器输出得基带信号,以码元时钟作为同步信号,基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示得波形称为眼图。

干扰与失真所产生得传输畸变,可以在眼图上清楚地显示出来。

因为对于二进制信号波形,它很像人得眼睛故称眼图。

在图12-1中画出两个无噪声得波形与相应得“眼图”,一个无失真,另一个有失真(码间串扰)。

图12-1中可以瞧出,眼图就是由虚线分段得接收码元波形叠加组成得。

眼图中央得垂直线表示取样时刻。

当波形没有失真时,眼图就是一只“完全张开”得眼睛。

在取样时刻,所有可能得取样值仅有两个:+1或-1。

当波形有失真时,“眼睛”部分闭合,取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。

这样,保证正确判决所容许得噪声电平就减小了。

换言之,在随机噪声得功率给定时,将使误码率增加。

“眼睛”张开得大小就表明失真得严重程度。

为便于说明眼图与系统性能得关系,我们将它简化成图12-2得形状。

由此图可以瞧出:(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大得时刻;(2)眼睛闭合得速率,即眼图斜边得斜率,表示系统对定时误差灵敏得程度,斜边愈陡,对定位误差愈敏感; (3)在取样时刻上,阴影区得垂直宽度表示最大信号失真量;(4)在取样时刻上,上下两阴影区得间隔垂直距离之半就是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决;(5) 阴影区与横轴相交得区间表示零点位置变动范围,它对于从信号平均零点位置提取定时信息得解调器有重要影响。

目录1．前言 ..................................................................................................................... ２2.硬件电路设计及描述 .. (3)2.1可编程逻辑器件 (3)2.2各序列产生的时序波形图 .................................................................... ３3.V HDL语言设计及描述 (5)3.1 VH DL语言介绍 (5)3.2 M序列V HDL流程图及描述 (6)3.3 BP SK序列V HDL流程图及描述 (7)3.4 CMI序列VH DL流程图及描述 (7)3.5设计思路 (7)4．VHDL源程序代码 (8)4.1 M序列V HDL程序代码 (8)4.2 BP SK VH DL语言程序代码 (9)4.2 CM I设计VH DL语言程序代码 (11)参考文献: (14)1．前言M序列是一类重要的伪随机序列,最早应用于扩频通信. 可以通过移位寄存器,利用MATLAB编程产生m序列。

伪随机信号既有随机信号所具有的优良的相关性,又有随机信号所不具备的规律性. 因此,伪随机信号既易于从干扰信号中被识别和分离出来,又可以方便地产生和重复,其相关函数接近白噪声的相关函数, 有随机噪声的优点,又避免了随机噪声的缺点. M序列是伪随机序列中最重要的序列中的一种伪随机序列具有可确定性、可重复性,易于实现相关接受或匹配接受,故有很好的抗干扰性能. 因此伪随机序列在相关辩识、伪码测距、导航、遥控遥测、扩频通信、多址通信、分离多径、误码测试、线形系统测量、数据加扰、信号同步等方面均有广泛的应用.M序列是最大长度线性移位寄存器序列的简称，序列有很多优良的特性，例如他同时具有随机性和规律性好的自相关和互相关性且很容易产生，首先用在扩频通信系统中及移动通信技术的特征之一是码分多址即CDMA码，CDMA是码分的基础。

眼图观察实验实验九眼图观察实验实验内容1、PN码/CMI码的眼图。

2、噪声、码间干扰对眼图的影响。

3、眼图的垂直张开度与水平张开度。

一、实验目的1、熟悉基带信号的眼图观察方法。

2、学会用眼图判断数字信道的传输质量。

3、分析眼图的垂直张开度与水平张开度。

二、眼图观察电路眼图是在同步状态下，各个周期的随机信码波形，重叠在一起所构成的组合波形。

其形状类似一只眼睛故名眼图。

其形成是由于人眼的视觉暂留作用把随机信号在荧屏上反复扫描的波形复合起来。

眼图是用来观察数字传输系统是否存在码间干扰的最简单、直观的方法。

将示波器置于外同步状态，平台的输出时钟接往示波器的通道1，伪随机码接往示波器的通道2，缓慢调整示波器的“同步”旋钮，当时钟与信码的相位同步时即可在示波器屏幕上观察到眼图。

眼图的垂直张开度反映信码幅度的变化量，可用来表示系统的抗噪声能力，垂直张开度越大，抗噪声能力越强。

水平张开度则反映信码的码间干扰。

水平张开度越大，表示信码的码间干拢越小。

垂直张开度与水平张开度越大，越有利于信码再生器的判决，还原出来信码的误码率就越小。

Vt11垂直张开度E= 水平长开度E1= 0tV22V V 12 t 1 t 2图9-1 模型化眼图平台上专门设置有眼图观察电路，它是一级由运算放大器和RC网络组成的低通滤波器，把输入数字信号的高频分量滤除，得到一个模拟的升余弦波，以获得眼图观察效果。

输入的PN码数字信号由U101 CDLD可编程模块二内的数字信号产生电路产生，经过 U101 CPLD可编程模块二 70 CMI码 34 产生电路 35 5 36 31 PN2 2KB/S PN 32 码产生电路CMIOUTCMI MCMI 数字信号眼图FCMI 测试点测试点TP902 TP903 HPN2 FPN2 眼 HPN2 CMI码 1 图 HPN32 2 PN32 3 K02 观 FPN32 察 HC1 1KHz方波电产生电路 FC1 路 HC2 FC2 32KHz方波产生电路 U301 U302 FPGA可编程模块一 39 CMI码产生电路 47 2KB/S PN 码产生电路 48 32KB /S PN 码产生电路 ? ? ? ? 图9-2 眼图观察方框图 ? ? FPGA/CPLD模块选择开关K01和PN码/CMI码选择开关K02的3~2送入眼图观察电路。

电子科技大学中山学院电子工程系学生实验报告课程名称 通信原理实验 实验名称 实验五-DFSK 调制解调实验班级，分组 实验时间 2016年11月14日 姓名，学号指导教师 何志红报 告 内 容一、实验目的1. 加深对DPSK 调制原理的理解及其硬件实现方法2. 进一步了解DPSK 解调原理各种锁相环解调的特性，掌握同相正交环的解调原理及其硬件实现方法3. 加深对载波提取电路相位模糊度的理解4. 加深对眼图几个主要参数的认识二、实验原理和电路说明M 序列发生器实际的数字基带信号是随机的，为了实验和测试方便，一般都是用M 序列发生器产生一个伪随机序列来充当数字基带信号源。

按照本原多项式1)(35++=X X x f 组成的五级线性移2DPSKP 2 P 3 P 6P 1 P 5 P 4图5.2 2DPSK 调制部分框图位寄存器，就可得到31位码长的M 序列。

码元定时与载波的关系可以是同步的，以便清晰观察码元变化时对应调制载波的相位变化；也可以是异步的，因为实际的系统都是异步的。

本实验的M 序列由IC3、1C4、IC5、IC6产生，码元速率为lMb/s 。

数字调相器的主要指标在设计与调整一个数字调相器对，主要考虑的性能指标是调相误差和寄生调幅。

（1）调相误差由于电路不理想，往往引进附加的相移，使调相器输出信号的载波相位取值为00及1800+ΔΦ，我们把这个偏离的相角ΔΦ称为调相误差。

调相器的调相误差相当于损失了有用信号的能量。

(2)寄生调幅理想的二相相位调制器，当数码取“0”或“1”时，其输出信号的幅度应保持不变，即只有相位调制而没有附加幅度调制。

但由于调制器的特性不均匀及脉冲高低电平的影响，使得“0”码和“1”码的输出信号的幅度不等。

设“0”码和“1”码所对应的输出信号幅度分别为Uom 及Uim ，则寄生调幅M 序列发生器 差分编码 调 相 ÷10 晶 振 10MH 2÷2为:)/()(im om im om U U U U m +-=2．解调2PSK 系统的解调部分框图如图5.6所示，原理电路如图5.7所示。

通信原理仿真实验报告学院通信工程学院班级 1401014班分组参数姓名学号目的：（1）熟悉（）通信系统的工作原理、电路组成和信息传输特点；（2）熟悉上述通信系统的设计方法与参数选择原则；（3）掌握使用参数化图符模块构建通信系统模型的设计方法；（4）熟悉各信号时域波形特点；（5）熟悉各信号频域的功率谱特点。

实验内容一：（1）使用m序列为数字系统输入调试信号，采用正弦载波，码速率及载波频率参见附表；（2）采用模拟调制或数字检控实现2PSK调制；（3）通过相干解调完成2PSK解调，恢复初始m序列；（4）从时域观测各信号点波形，获得接收端信号眼图；（5）观测各信号功率谱；（6）完成串并及并串转换模块设计；实验内容二：（7）通过不少于三个频率正弦信号叠加而成的模拟信号作为系统真实输入信号，并采用PCM编码方法实现数模转换；（8）模拟输入信号转换形成的数字信号通过2PSK调制解调系统实现数字频带传输；（9）通过PCM解码恢复初始模拟信号；（10）从时域重点观测模拟信号点波形；（11）从频域重点观察模拟信号功率谱。

方案：通信模拟信号的数字传输通信系统的组成框图如图1所示。

系统输入的模拟随机信号 m(t)，经过该通信系统后要较好地得到恢复。

推荐方案：推荐的模拟信号数字频带传输通信系统的组成框图如图2所示。

通过PCM 方式完成数模与模数变换，采用2/BPSK调制方式完成基本数字频带传输。

在2PSK中，通常用初始相位0和分别表示二进制“1”和“0”。

因此，2PSK信号的时域表达式为：即发送二进制符号“1”时（an取+1），e2PSK(t)取0相位；发送二进制符号“0”时（an取-1），e2PSK(t)取相位（也可以反之）。

这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制(绝对)相移方式。

已调信号e2PSK(t)典型波形如下图。

2PSK信号的调制器原理方框图模拟调制的方法：2PSK信号的解调器（想干解调）原理方框图和波形图：2PSK仿真结果及分析电路图：时域波形：输入信号：与载波相乘后的波形：经过带通滤波器后的波形：经过低通滤波器后的波形：眼图：输出波形：功率谱图：输入信号：经带通滤波器后的信号：经低通滤波器后的信号：输出信号：带通幅频特性曲线：低通幅频特性曲线:编号名称参数0 Source: PN Seq Amp = 1 vOffset = 0 vRate = 14e+3 HzLevels = 2Phase = 0 degMax Rate = 700e+3 Hz32 Multiplier: Non Parametric Inputs from t0p0 t26p0Outputs to 6 28Max Rate = 700e+3 Hz26 Source: Sinusoid Amp = 1 vFreq = 56e+3 HzPhase = 0 degOutput 0 = Sine t32Output 1 = Cosine电路图：串并。

实验12 眼图观察测量实验一、实验目的1.学会观察眼图及其分析方法，调整传输滤波器特性。

二、实验仪器1. 眼图观察电路（底板右下侧）2．时钟与基带数据发生模块，位号：G 3．噪声模块，位号E 4．100M双踪示波器1台三、实验原理在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。

我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。

在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。

为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。

眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。

什么是眼图所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。

干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。

因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。

在图12-1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。

图12-1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。

眼图中央的垂直线表示取样时刻。

当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。

在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。

当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。

这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。

换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。

“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。

为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图12-2的形状。

由此图可以看出：(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；(2)眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边愈陡，对定位误差愈敏感； (3)在取样时刻上，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量；(4)在取样时刻上，上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；(5) 阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围，它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。

实验六：眼图观察测量实验
一．实验目的
1．学会眼图观察与测量方法 2．学会利用眼图对传输特性进行调整 二．实验仪器
1．RZ8621D 实验箱一台 2．20MHz 双踪示波器一台 3．平头小起子一个 三．实验电路连接
CPLD PSK 解调FSK 解调
TP708
图6-1 眼图观察实验方框图
四．实验预习测量点说明
实验前请预习规格化眼图的五项重点参量的定义，及观察眼图时示波器连接方法。

1、位同步提取是采用CPLD 软件编程实现位脉冲的提取及码元再生。

眼图观察是通过改变低通滤波器的传递函数H(f)使眼图图形随之改变。

用CPLD 实现位同步提取的功能框图如图6-2所示。

图6-2 数字锁相法位同步提取框图
数字锁相环框图中，频率为Nf B 的晶振产生方波振荡经两并联的窄脉形成电路，形成的输出信号为反向的方波。

分别加到扣除门和附加门，扣除门为常开门，附加门为常闭门。

因。

武夷学院实验报告课程名称：通信原理实验项目名称：眼图观测实验姓名：专业：通信工程班级:一班学号：同组成员：匚-、实验准备［1L:实验目的1、掌握眼图观测的方法。

2、掌握相关眼图的测量方法。

实验内容1、观测眼图。

2、测量沿途的判决电平、噪声容限。

实验模块1、通信原理11号模块2、双踪示波器模块实验原理在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。

为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。

如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图。

二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。

眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。

最佳抽样时刻最大信号失真量噪声容限■ ————————— 1^——_可以抽样的时间过零点失真图23-1 眼图的一般描述在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。

当有码间串扰时，波形失真，引起“眼”部分闭合。

若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度。

由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。

另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。

通常眼图可以用图7.6所示的图形来描述。

由此图可以看出：（1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。

显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。

（2 ）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。

实验目的1、掌握眼图观测的方法。

2、掌握相关眼图的测量方法。

实验目的1、观测眼图。

2、测量沿途的判决电平、噪声容限。

实验模块1、通信原理0 号模块一块2、通信原理11 号模块一块3、示波器一台实验原理在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。

为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。

如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图。

二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。

眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。

．在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。

当有码间串扰时，波形失真，引起“眼”部分闭合。

若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度。

由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。

另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。

通常眼图可以用图7.6所示的图形来描述。

由此图可以看出：1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。

显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。

2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。

3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。

）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。

4．5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；6）横轴对应判决门限电平。